Жидкокристаллический диэлектрик

% (11 а 1,С 09 4 ИЯ АТЕНТУ ва, ра вал не ч а ю ширени матиче ва, ра иряющего темп атической мезои й с я тем,ч я температурног ской мезофазы, в сширяющего инте зофазы, он соде формулы .(1 ) ературный интер фазы, о т а но,с целью расинтервала не- качестве вещест вал нематичесжит соединение сшмщ юл. Р 43еншинк,дитрих Эрдузе и Людвиг Поль общейглеатомами уатомами углеоксигруппауглерода,ии компонен 1 ) 5-26 на Остальноедо 100 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБРЕТ(71) Мерк Патент Гмбх (ФРГ)(56) 1. Патент ФРГ Р 2636684,кл. С 07 С 121/60, опублик. 1978,2. Неакцептованная заявка ФРГР 2201122, кл. 124/07,опублик. 1973,3. Лкцептованная заявка ФРГР 2701591, кл. С 07 С 121/60,опублик. 1979 (прототип).(54)(57) жидкокРистАлличБский диэлекТРИК для электрооптических устройствсостоящий из 1-6 нематическнх жидкокристаллических вешеств и вещесте В - н-алкил с 2-6рода;В - н-алкил с 2-7рода или н-алс 2-6 атомамии следующем соотношев вес Ъ.:Соединение формулыНематические жидкоксталлические вещестНедостатками этого материала также являются узкий температурный интервал нематической мезофазы и довольно большая вязкость.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является жидкокристаллический диэлектрик для электрооптических целей, состоящий из известных нематических жидкокристаллических веществ - азоксибензолов, бифенилов, Фенилциклогексанов, сложных эфиров и вещества, расширяющего температурный интервал нематической мезофазы. В качестве вещества, расширяющего температурный интервал нематической мезофазы, он содержит производное гексагидротерфенила общей Формулы где один из лов А и В - фенил; второй - транс -1,4-дизамещенное циклогексановое кольцо, В -алкил-или алкоксигруппа, содержащая 1-9 угле-. родных атомов.Так, жидкокристаллический диэлек трик, содержащий 36 вес,% транс - 4- -пропил-(4-цианофенил)-циклогексана, 31 вес,З транс -4-алкил-(4-цианофенил)-циклогексана, 21 вес.Ъ трьнс -4-гептил-(4-цианофенил)-циклогекса на и 12 вес. 4-циано-.4(транс -4- -пентилциклогексил)-бифенила, имеет температурный интервал нематической мезофазы от -6 до +72 ОС и вязкость 29 сП при 20 С 3(. 65 цик Изобретение относится к жидкокри-сталлическим диэлектрикам, которыеприменяются в различных электрооптических устройствах отображения иобработки информации.Известен жидкокристаллический 5диэлектрик, включающий 35 вес.%4,4 -пентилцианобифенила, 11 вес.%4,4 -гексилоксицианобифенила,132 вес.Ъ троне -4-пентил-(4-цианофенил)-циклогексана и 22 вес.В транс-4-гексил-(4-цианофенил)-циклогексана. Температурный интервал нематической мезофазы для него составляетот -10 до +50 С, вязкость равна38 сП при 20 С (1 .15Недостатками этого материалаявляются узкий температурный интервал нематической мезофазы и высокаявязкость,Известен также жидкокристаллический диэлектрик, включающий131 вес.Ъ и:-метокси-и -бутилазоксибен 1зола,19 вес.Ъ и -бутил- и -метоксиазок,сибейзола и 50 вес.% П, П -дибутилазоксибензола.Температурный интервалнематической мезофазы для него составляет от -14,8 до +52,5 С,вязкость 31 сПпри 20 о С 2 .Недостатком известного материала является сравнительно неширокий интервал нематической мезофазы.Целью изобретения является расширение температурного интервала нематической мезофазы.Поставленная цель достигается использованием жидкокристаллического диэлектрика для электрооптических устройств, состоящего из 1-6 нематических жидкокристаллических веществ и вещества, расширяющего тем пературный интервал нематической мезофазы, который в качестве вещества, расширяющего температурный интервал нематической мезофазы,содержит соединение общей формулы с 2-6 атомами угле де Б н-алкирода;н-алкирода ис 2-6 с 2-7 атомами углеи н-алкоксигруппатомами углерода,отношении компоненпри следующем стов, вес.Ъ: Соединение ф Нематические сталлические мулы (1) 5 идкокриещества Осдо ьно0 й.П р и м е р 1. В суспензии 150 г безводного алюминийхлорида в 2000 мл дихлорметана при 10 ОС и при перемешивании растворяют 306 г 4-(4-П-пентилциклогексил)-бифенила и к раствору при перемешивании в течение 2 ч добавляют по каплям раствор 79 г ацетилхлорида в 250 мп дихлорметана, Реакционную смесь перемешивают еще 16 ч и выливают в раствор 300 мл концентрированной соляной кислоты в 2,5 л ледяной воды. Органическую Фазу отделяют, промывают водой и раствором бикарбоната натрия, сушат над хлоридом кальция и упаривают. Оставщнйся П-(4-и-пентилциклогексил)- -п -ацетилбифенилперекристаллизовывают из этанола. Выход 315 г. Т.пл. 125 ОС.175 г П -(4-И-пентилциклогексил)- - П -ацетилбифенила растворяют в 1,5 л тетрагидрофурана и в присутствии 10 г паллация на угле (.5 палладия) гидрируют при комнатной температуре и нормальном давлении в течение 80 ч, Затем отфильтровывают катализатор, фильтрат упаривают и оставшийся П -(4-й-пентил-циклогексил)-п -этилбифенил перекристаллизовывают из этанола.Выход 149 г. Т,пл. 34 С, т.пр. 164 С,Аналогично получают другие -(4-Н-алкилциклогексил)-пф-алкилбиФенилы.П р и м е р 2. Суспензию 35 г П-(4-Н-пентилциклогексил)- и -ацетилбифенйла в 200 мл 98-ной муравьиной кислоте смешивают со смесью 20 мл 33-ной перекиси водорода н 50 мл 98-ной муравьиной кислоты и перемешивают при комнатной температуре в течение 72 ч, Реакционную смесь выливают на 1000 г льда и дважды экстрагируют порциями по 500 мл дихлорметана. После упаривания растворителя оставшийся и -(4-н-пентилциклогексил)- Н-ацетоксибифенил перекристаллизовывают из этанола (Т. пл, 215 С).46 г п -(4-Н -пентилциклогексил)- . - П-ацетоксибифенила с 20 г гидроксида натрия суспендируют в 250 мп воды и 85 мл этанола. Суспензию в течение 2 ч нагревают при кипении и затем подкисляют соляной кислотой. Высадившийся и в (4-н-пентилциклогексил) - П-гидроксибифенил отфильтровывают и промывают водой (Т.пл. 202 ОС)Раствор 32 г и -(4-Н-пентилцикло- . гексил)- П-гидроксибифенила в 250 мл ацетона нагревают до кипенияс 31 г Н -пентилбромида в присутствии 70 г безводного карбоната калия в течение 24 ч с обратным холодильником. После охлаждения реакционную смесь Фильтруют, фильтрат упаривают и оставшийся П -(4-Н-пентилциклогексил)- П -пентилоксибифенил перекристаллизовывается из этанола.Выход 37 г. Т,пл. 42 С, т.пр., 183 С.Аналогично получают другие П-(4-Н-алкилциклогексил) - П -алкилЬксибифенилы.Для приготовления жидкокристаллического диэлектрика по примерам 3-11 компоненты, взятые в соответст" вующем количестве, помеШают в стеклянный сосуд, нагревают до температуры на 5-10 ОС выше точки прояснения перемешивают и охлаждают до комнатной температуры. Получают готовый к употреблению жидкокристаллический диэлектрик.П р и м е р 3. Диэлектрик из 67 4-н-бутил-метоксиазоксибензола1и 33 4-этил-метоксиазоксибензола имеет нематическую фазу втемпе о ратурной области от -15 до +73 С и вязкость 31 сП при 20 С..Согласно изобретению диэлектрик из 95. этой двухкомпонентной смеси и 5 П в (4-Н-пентилциклогексил)-Р- -этоксибифенила имеет нематическую фазу в температурной области от -79 до +79 С и вязкость 28 сП при 20 С,оДля сравнения. диэлектрик из 95 упомянутой двухкомпонентной смеси и 5 4-циано(транс -4пентилциклогексил)-бифенила имеет нематическую Фазу в температурной области от -7 до +78 С и вязкость 28 сП при 20 аС.П р и м е р 4. Диэлектрик из 67 4-Н-пентилфенилового эфира анисовойкйслоты и 33 4 -Н-пентилфениловогоэфира 4 ч 1-гексилоксибензойной кислоты имеет нематическув фазу в температурной области от 15 до 48 С ивязкость 58 сП при 20 фС.5 Согласно изобретению диэлектрик .из 80 этой двухкомпонентной смесии 20 П -(4-Н-пентилциклогексил)-п- -этилбифенила имеет нематическую Фазу в температурной области от 0 до 10 +71 С и вязкость 49 сП при 20 С.Для сравнения диэлектрик из 80упомянутой двухкомпонентной смесии 20 4-цианот-(транс -4-Н-пентилциклогексил )-бифенила имеет немати.ческую фазу в температурной областиот 20 до 82 С,и вязкость 56 сП при20 О С.П р и м е р 5. Согласно изобретению диэлектрик из 77 двухкомпо.нентной смеси согласно примеру 3и 23 Р в (4-Н-пентилциклогексил)-Пф -,фазу от -15 до +95 ОС и вязкость30 сП при 20 ОС.Для сравнения диэлектрик из 77двухкомпонентной смеси согласнопримеру 3 и 23 4-циано-(транс --4-Н-пентилциклогексил)-бифенилаимеет нематическую фазу в температурной области от 22 до 104 С ивязкость 35 сП при 20 ОС.П р и м е р б. Согласно изобретению,диэлектрик из 80 двухкомпонентной смеси согласно примеру 4и 20 О -(4-Н-гексилциклогексил)- -П-этилбифенила имеет нематическуюфазу от б до 68 С,вязкость 52 сПпри 20 аСДля сравнения диэлектрик из 80двухкомпонентной смеси согласно при меру 4 и 20 4-цианов (транс -4-Нг-гептилциклогексил)-бифенила имеетнематическую фазу в температурнойобласти от 24 до 78 ОС и вязкость59 сП при 20 С.45 П р и м е р 7. Диэлектрик из 294-(4-Н-пропилциклогексил)-бензонитрила, 41 4-(4-Н-пентилциклогексил)- -бензонитрила и 30 4-(4-Н-гептилциклогексил)-бензонитрила имеет нематическую фазу в температурном.интервале от -3 до +52 ОС и вязкость24 сП при 20 С.Согласно изобретению диэлектрикиз 74 этой трехкомпонентной смесии 26 П в (4-Н-пентилциклогексил)-би фенила имеет нематическую Фазу втемпературном интервале от -10 до+74 аС и вязкость 23 сП при 20 ОС. Для сравнения диэлектрик из 74 60 упомянутой трехкомпонентной смесии 26 4-циано-(транс -4-и-гептилциклогексил)-бифенила имеет немати-.ческую фазу в температурном интервале от 24 до 90 С и вязкость 33 сП 65 при 200 С.6 1056907 Составитель М.ГребенкинРедактор Н, джуган Техред Л.Микеш Корректор А. Зимокосов Заказ 9367/59 Тираж 639 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, УЛ. Проектная, 4 П р и м е р 8. Жидкокристаллическое соединение П -Н-пентил- О -цианобифенил имеет нематическую фазу втемпературном интервале от 22,5до 35 ОС и вязкость 29,5 сП при 20 С(переохлажденное состояние).5Согласно изобретению смесь из90 П -Н-пентил-П 1-цианобифенила и10 и -(4-Н-пентилциклогексил)-П 1-й-бутилбифенила имеет нематическуюфазу в температурном интерваЛе от18,5 до 49,2 ОС и вязкость 29 сПпри 20 сС,Для сравнения диэлектрик из 90упомянутого П -Н-пентил-П -цианобифенила и 104-циано-(1 раис -4-Н-гептилциклогексил)-.бифенила имеетнематическую фазу от 20 до 50 С ивязкость 29 сП при 20 ОС,П р и м е р 9. Жидкокристаллический диэлектрик из 20 4-(транс -4-п-пентил-циклогексил)-бензонитрила,22 4-(транс -4-н-пропилциклогексил)-Фенетола, 14 4-этил-цианобифенила, 13 4-н-бутил-цианобифенила,11 4-(транс -4-н-пентилциклогексил)-4 -(транс -4-н -пропилциклогексил)-бифенила и 15 4-н-пропилфениловогоэфира 4-(транс -4-н-пропилциклогексил)-бензойной кислоты имеет нематическую Фазу в температурном интервале от -2 до +75 фС и вязкость 23 сПпри 20 С.Согласно изобретению диэлектрикиз 92 этой шестикомпонентной смеси-4 -этилбифенила имеет нематическуюФазу в температурном интервале от-5 до +85 С и вязкость 23 сПпри 20 С.Для сравнения диэлектрик из 95упомянутой шестикомпонентной смеси 40и 8 4-циано-(транс -4-и-пропилциклогексил)-бифенила имеет нематическуюФазу в температурном интервале от23 до 85 оС и вязкость 25 сП при 20 ОС.П р и м е р 10.Жидкокристаллический 45диэлектрик из 28 4-(транс -4-н-пропилциклогексил)-этилбензола, 194-(ранс-н-пропилциклогексил) -фенетола, 16 4-(транс -4-Н-пропилциклогексил)-бензонитрила, 9 4-(транс -4-Н-пентилциклогексил)-41 --,цйанобифенила и 15 4-н-пропилфенилового эфира 4-(транс -4-н-пропилциклогексил)-бензойной кислоты имеет нематическую фазу в температурном интервале от -1 до +68 С и вязкость 16 сП при 20 С.Согласно изобретению диэлектрик из 78 этой пятикомпонентной смеси и 22 4-(транс -4-этилциклогексил)- -4 -Н-гексилоксибифенила имеет нематическую Фазу в температурном интервале от -8 до +101 С и вязкость 16 сП при 20 С.Для сравнения диэлектрик из 78 упомянутой пятикомпонентной смеси и 22 4-циано-(транс -4-гептилциклогексил)-бифенила имеет нематическую фазу в температурном интервале от 23 до 90 С и вязкость 24 сПопри 20 ОС.П р и м е р 11. Жидкокристаллический диэлектрик из 29 4-(тронс - -4-н-пропилциклогексил)-фенетола, 24 4-(Транс-н-пропилциклогексил) - -Н-бутилоксибензола, 18 4-Н-бутил- -2-цианфеннлового эфира 4-(транс -4- -Н-пропилциклогексил)-бензойной кислоты и 29 4-Н-пентилфенилового эфира 4-метилбензойной кислоты имеет нематическую мезофазу в температурном интервале от 0 до 42 ОС и вязкость 21 сП при 20 ОССогласно изобретению диэлектрик из 85 этой четырехкомпонентной смеси и 15 4-(1 ранс -4-н-бутилциклогексил)-41 -Н-гектилбифенила имеет нематическую Фазу в температурном интервале от -5 до +62 С и вязкость 20 сП при 20 вС.Для сравнения диэлектрик из 85 упомянутой четырехкомпонентной смеси и 15 4-циано-(трайс-н-пентилциклогексил)-бифенила имеет нематическую фазу в температурном интервале от +7 до +65 цС и вязкость 26 сП при 20 бС. Таким образом использование изоб ретения позволяет получать жидкокристаллические диэлектрики для электрооптических устройств с более широким интервалом нематической мезофазы (от -15 до +95 ОС), при этом вязкость диэлектрика остается неизменной или снижается (16-23 сП при 20 С).